[發(fā)明專(zhuān)利]窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的光程差在線定標(biāo)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911149342.9
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110987181B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柏財(cái)勛;李勇;范文慧;李立波;李海巍;暢晨光;胡炳樑;馮玉濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01J3/28
• 分類(lèi)號(hào): G01J3/28
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

本發(fā)明涉及一種光程差在線定標(biāo)方法，特別涉及一種窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的光程差在線定標(biāo)方法，解決了現(xiàn)有方案在掃描采集參數(shù)做出機(jī)動(dòng)調(diào)整時(shí)，無(wú)法實(shí)時(shí)快速獲取光程差定標(biāo)結(jié)果的問(wèn)題。該方法特殊之處在于，包括以下步驟：步驟1：采集多個(gè)波長(zhǎng)激光通過(guò)成像系統(tǒng)的干涉條紋圖像；步驟2：解調(diào)干涉條紋圖像，計(jì)算各波長(zhǎng)激光總光程差；步驟3：擬合得到全波段總光程差定標(biāo)；步驟4：對(duì)探測(cè)目標(biāo)高光譜成像測(cè)量，采集干涉圖像序列并記錄干涉圖像總數(shù)；步驟5：干涉圖像序列亞像素圖像配準(zhǔn)；步驟6：確定第一張干涉圖像像素偏移量及最后一張干涉圖像像素偏移量；步驟7：用公式計(jì)算各波長(zhǎng)激光在線總光程差，擬合得到全波段在線總光程差定標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光程差在線定標(biāo)方法，特別涉及一種窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的光程差在線定標(biāo)方法。

背景技術(shù)

干涉高光譜成像技術(shù)基于信號(hào)之間的調(diào)制關(guān)系，對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換處理，可以解調(diào)得到探測(cè)目標(biāo)的光譜信號(hào)。復(fù)原光譜信號(hào)需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)室波長(zhǎng)定標(biāo)結(jié)果，才能確定每個(gè)復(fù)原光譜通道對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)，而波長(zhǎng)定標(biāo)則是基于對(duì)單波長(zhǎng)光程差精確定標(biāo)實(shí)現(xiàn)的。通常情況下，單組光程差定標(biāo)結(jié)果只能對(duì)應(yīng)固定的系統(tǒng)掃描采集參數(shù)，一旦掃描采集參數(shù)發(fā)生改變，則無(wú)法確定當(dāng)前掃描采集狀態(tài)下每個(gè)復(fù)原光譜通道對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)。

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有常規(guī)的解決思路是針對(duì)每一種掃描采集狀態(tài)，均進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室光程差定標(biāo)工作，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室光程差定標(biāo)過(guò)程十分復(fù)雜，進(jìn)而也限制了光譜成像系統(tǒng)的適用性，使其無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況，對(duì)掃描采集參數(shù)做出機(jī)動(dòng)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的光程差在線定標(biāo)方法，以解決現(xiàn)有常規(guī)方案在掃描采集參數(shù)做出機(jī)動(dòng)調(diào)整時(shí)，無(wú)法實(shí)時(shí)快速獲取光程差定標(biāo)結(jié)果的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的光程差在線定標(biāo)方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟1：分別以多個(gè)波長(zhǎng)激光作為光源，采集其通過(guò)窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的干涉條紋圖像；

步驟2：解調(diào)步驟1采集到的干涉條紋圖像，計(jì)算各波長(zhǎng)激光采樣點(diǎn)處在成像視場(chǎng)范圍內(nèi)的總光程差Δ_max′(λ)；

步驟3：根據(jù)步驟2計(jì)算得到的各波長(zhǎng)激光采樣點(diǎn)處在成像視場(chǎng)范圍內(nèi)的總光程差Δ_max′(λ)，擬合得到全波段的總光程差Δ_max(λ)定標(biāo)曲線；

步驟4：通過(guò)所述窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行高光譜成像測(cè)量，采集干涉圖像序列，并記錄干涉圖像序列中干涉圖像總數(shù)M；

步驟5：對(duì)步驟4采集到的干涉圖像序列進(jìn)行亞像素圖像配準(zhǔn)；

步驟6：根據(jù)步驟5的圖像配準(zhǔn)結(jié)果，確定步驟4所述的干涉圖像序列中第一張干涉圖像像素偏移量S₁，以及最后一張干涉圖像像素偏移量S_M；

步驟7：根據(jù)步驟3擬合得到的全波段的總光程差Δ_max(λ)定標(biāo)曲線、步驟4記錄的干涉圖像總數(shù)M、以及步驟6確定的第一張干涉圖像像素偏移量S₁和最后一張干涉圖像像素偏移量S_M，利用下列公式(1)計(jì)算各波長(zhǎng)激光的在線總光程差公式(1)具體如下：

其中，λ為波長(zhǎng)，N為所述窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的有效雙邊干涉信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，C為所述窗掃型干涉高光譜成像系統(tǒng)的成像視場(chǎng)像素列數(shù)；

最后擬合得到全波段的在線總光程差定標(biāo)曲線。